水生型大莎草形成花環(huán)型結構所需的脅迫條件及狐尾草遺傳轉化體系的探索.pdf

1、光合作用是地球上最大規(guī)模的能量和物質轉換過程，是幾乎一切生命生存和繁衍的物質基礎，被諾貝爾基金會評為是“地球上最重要的化學反應”。隨著世界人口的不斷增加、耕地面積的不斷減少，如何提高作物產量成為首要問題。相比于水稻、小麥等C3植物，C4植物中花環(huán)型結構的存在，使得CO2得以在維管束鞘細胞里進行濃縮，從而提高光合作用效率。以前科學家們致力于通過傳統雜交和基因工程手段將一種或幾種C4途徑核心酶導入C3植物，但并未取得突破性進展，而今我們希望

2、能從花環(huán)型結構的形成入手，來研究C4光合作用機制。兩棲類的淡水性水草大莎草（Eleocharis baldwinii），水生條件下為C3-C4中間型;陸生則為C4光合類型，具有花環(huán)型結構。本研究對水生型大莎草用不同濃度的NaC1、PEG-6000進行誘導，并從解剖學和酶學兩方面進行進一步研究，試圖解釋花環(huán)型結構的成因。同時又以狐尾草（Setaria viridis）為材料，選取來自大莎草、狐尾草等轉錄組測序數據中的C3/C4差異表達基因

3、，構建干涉載體，進行農桿菌遺傳轉化。進一步優(yōu)化了組織培養(yǎng)和遺傳轉化體系，為探索C4光合發(fā)育進程中的關鍵基因打下了一定基礎。
　　本研究得到的主要結果如下:
　　1.對陸生型，水生型，以及NaCl、PEG-6000處理的水生型大莎草進行解剖結構觀察、葉綠素含量測定以及C4循環(huán)關鍵酶活性測定，結果顯示0.4％ NaC1、3％ PEG-6000溶液能夠誘導水生型大莎草出現類C4表型，長出新的花環(huán)型結構。
　　2.根據轉錄組的

4、數據信息，我們挑選了18個差異表達基因，針對狐尾草內源基因構建RNAi干涉載體，并進行了狐尾草遺傳轉化。目前，我們篩選獲得了編號分別為ds1-1，ds3-1，ds4-1，ds5-1，ds6-1，ds7-1，ds7-2, ds9-1, ds10-1的T0代植株，但有待進一步鑒定陽性植株。
　　3.為了改善愈傷狀態(tài)，我們調整了原培養(yǎng)基中的細胞分裂素與生長素的類型和相對比例，或添加相關培養(yǎng)附加物。但以40 g蔗糖來取代麥芽糖時，愈傷組織